2022年数据结构实验与课程方案指导书.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用数据结构试验指导书数据结构课程组名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用广东工业高校运算机学院2022 年 4 月第 1 章 概述1.1 课程、教材和试验 数据结构是运算机科学的算法理论基础和软件设计的技术基础,主要争论信息的规律结构及其基本操 作在运算机中的表示和实现;数据结构不仅是运算机专业的核心课程,而且已成为其他理工专业的热门选 修课;课程的教案要求之一是训练同学进行复杂程序设计的技能和培育良好程序设计的习惯 ,
2、 其重要程度决不亚于学问传授;因此,在数据结构的整个教案过程中, 完成习题作业和上机实习是两个至关重要的环节;习题的作用在于帮忙同学深化懂得教材内容, 巩固基本概念, 达到培育良好程序设计才能和习惯的目的;从认知的程度划分,数据结构的习题通常可分为三类:基础学问题、算法设计题和综合实习题;基础 学问题主要是检查对概念学问的识记和懂得,一般可作为同学自测题;算法设计题的目的是练习对原理方 法的简洁应用,多数是要求在某种数据储备结构上实现某一操作,是数据结构的基础训练,构成了课外作 业的主体;综合实习题就训练对学问的综合应用和软件开发才能,主要是针对详细应用问题,挑选、设名师归纳总结 计、和实现抽
3、象数据类型ADT )的可重用模块,并以此为基础开发满意问题要求的小型应用软件,应将其第 2 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用看作软件工程的综合性基础训练的重要一环,赐予足够的重视;本试验指导书为采纳以下教材的数据结构课程而编写:1 严蔚敏,吴伟民 . 数据结构C 语言版,含光盘). 清华高校出版社,2002.9 2 严蔚敏,吴伟民 . 数据结构题集C 语言版) . 清华高校出版社,1999.2 其中,数据结构题集实际上是一本较全面的学习和试验指导书;本试验指导书依据教案方案赐予一些补充,与上述两本教材协作使用
4、;数据结构题集的第一篇为习题篇,含有三百余道习题,组织成十二章,分别对应教科书中各章内容,并在每章之前给出该章的内容提要和学习要求;这些习题是作者在多年教案过程中所积存资料的基础上,参考大量国外教材之后细心设计而成的;书中对特殊举荐的题目作了标记,并对每道习题的难易程度按五级划分法给出了难度系数;其次篇为实习篇,分别以抽象数据类型、线性表、栈和队列、串、数组和广义表、树和图以及查找和排序为核心,设置了七组上机实习题,每组有3 至 9 个题目供同学自由挑选;期望这些实习题能对习题起到良好的扩充作用,使同学受到涉及“ 从问题到程序” 的应用软件设计的完整过程的综合训练,培育合作 才能,成为将来进行
5、软件开发和争论工作的“ 实践演习” ;数据结构是实践性很强的课程,光是“ 听” 和“ 读” 是肯定不够的;在努力提高课堂教案的同时,必 须大力加强对作业实践环节的要求和治理;国内外先进院校一般都要求修读数据结构的同学每周应不少于4 个作业机时,而且有一套严格的作业和实习规范和成果评定标准,形成行之有效的教案质量保证体系;数据结构题集强调规范化在算法设计基本训练中的重要位置;在习题篇中给出了算法书写规范,在实 习篇中给出了实习步骤和实习报告的规范;教案体会说明,严格实施这些貌似繁琐的规范,对于同学基本 程序设计素养的培育和软件工作者工作作风的训练,将能起到显著的促进作用;数据结构及其算法的教案难
6、点在于它们的抽象性和动态性;虽然在书本教材和课堂授课 板书或投影胶 片)中采纳图示可以在肯定程度上化抽象为直观,但很难有效呈现数据结构的瞬时动态特性和算法的作用过程;在随教科书配发的光盘中,“ 数据结构的算法动态模拟帮助教案软件DSDEMO ” 是为学习并把握数据结构中各类典型算法而开发的一个帮助教案软件,可对教科书中八十余个典型算法进行动态交互式跟踪 演示,在算法执行过程中实现数据结构和算法的动态同步可视化,使同学获得仅从教材文字说明中无法获 得的直观学问;软件既可用于课堂讲解演示,又能供个人课外反复观看、体会和懂得,对提高教案质量和 效率有显著成效;在习题篇的每一章列举了与该章相关的算法清
7、单,并在数据结构题集附录中供应当 软件完整的使用说明;1.2 试验支配 依据教案方案,数据结构课程的试验和上机由三部分构成:1 算法设计试验和上机30 机时)40 道题,学有余力的同学仍可以选做另外40 道题;在“ 数据结构算法设计作业系统” 上机完成2 抽象数据类型的实现6 学时设计性试验)实现一个抽象数据类型,并对所采纳的储备结构和相关操作的实现进行争论;3 课程设计 一周综合性试验)完成数据结构题集中的一个实习题;第 2 章 算法设计试验和上机2.1 数据结构习题概述数据结构题集把数据结构的习题分为“ 基础学问题” 和“ 算法设计题” 两类;“ 基础学问题” 主要供同学进行自测和复习之用
8、,目的是帮忙同学深化懂得教科书的内容,澄清基本 概念、懂得和把握数据结构中分析问题的基本方法和算法要点,为完成算法设计题做预备;“ 算法设计题” 就侧重于基本程序设计技能的训练,相对于实习题而言,这类编程习题属于偏重于编 写功能单一的“ 小” 程序的基础训练,然而,它是进行复杂程序设计的基础,是本课程习题作业的主体和 重点;各章的题量依据教案内容的多少和重要程度而定,几乎对教科书的每一小节都支配了对应的习题;但 对每个同学来说,不必去解全部习题,而只须依据自己的情形从中挑选如干求解即可;为了说明题目的难 易程度,便于同学挑选,在每个题的题号之后注了一个难度系数,难度级别从至逐步加深,其区分大名
9、师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 致如下:难度系数为和的习题以基础学问题为主;难度系数为的习题以程序设计基础训练为主要目 的,如强化对“ 指针” 的基本操作的训练等;习题中也收纳了不少难题,其难度系数设为和,解答这 些题可以激起学习潜力较大的同学的爱好,对广泛开拓思路很有益;但习题的难度系数也只是一个相对 量,同学的水平将随学习的进展而不断提高,因此没有必要去比较不同章节的习题的难度系数,此外,该 难度系数值的假设是以同学没有参照习题的解答或提示为前提的;i 的习题不太费“ 循序渐进” 是
10、最基本的学习原就;学习者不应当片面追求难题;对于解难度系数为 力的同学,应试试难度系数为 i+1 的习题,但不要把太多的时间铺张在难度系数为 i+2 的习题上;“ 少而 精” 和“ 举一反三” 是实践证明行之有效的;解答习题应留意于“ 精” ,而不要求“ 多” ;为此,在一些 值得向同学举荐的“ 好题” 题号前加注了标记 ;把握住这些“ 关键点” ,就把握住了数据结构习题、乃 至数据结构课程的总脉络;2.2 算法设计的上机作业要求 1使用 Anyview C 语言和算法书写规范写出书面作业的算法 函数),作为上机前的预备;需要强调的是“ 算法的可读性” ;算法是为了让人来读的,而不是供机器读的
11、;初学者总是简洁忽视 这一点;算法的真正意图主要在于供应一种在程序设计者之间沟通解决问题方法的手段;因此,可读性具 有头等的重要性;不行读的算法是没有用的,由它得到的程序极简洁产生许多隐匿很深的错误,且难以调 试正确;一般地说,宁要一个可读性好、规律清晰简洁、但篇幅较长的算法,也不要篇幅较小但晦涩难懂 的算法;算法的正确性力求在设运算法的过程中得到保证,然而一开头做不到这一点也没多大关系,可以 逐步做到;算法设计的正确方法是:第一懂得问题,明确给定的条件和要求解决的问题,然后依据自顶向下,逐步求 精,分而治之的策略逐一地解决子问题,最终严格依据和使用本章后面供应的算法书写规范和类 C 语言完
12、成算法的最终版本;依据规范书写算法是一个值得高度重视的问题;在基础训练中就贯彻这一规范,不但能够有助于写出“ 好程序” ,防止形成一系列难以订正且遗害无穷的程序设计坏习惯,而且能够培育软件工作者应有的严 谨的科学工作作风;2对函数进行静态检查修改,形成预备上机的程序文本;多数初学者在编好程序后处于以下两种状态之一:一种是对自己的“ 细心作品” 的正确性确信不疑;另 一种是认为上机前的任务已经完成,查纠错误是上机的工作;这两种态度是极为有害的;事实上,非训练有素的程序设计者编写的程序长度超过50 行时,极少不含有除语法错误以外的错误;上机动态调试决不能代替静态检查,否就调试效率将是极低的;静态检
13、查主要有两种方法,一是用一组测试数据手工执行程序 通常应先分模块检查);二是通过阅读或 给别人讲解自己的程序而深化全面地分析懂得程序规律,在这个过程中再加入一些注解和断言;假如程序 中规律概念清晰,后者将比前者有效;3在“Anyview C 数据结构算法设计作业系统” 编辑提交程序,并在系统的自动测试和提示下,调试 程序,直到能通过系统的测试;Anyview C 数据结构算法设计作业系统” 供应了程序可视化运行和调试的环境,为进行数据结构教“案的师生供应了算法设计作业程序的可视化自动测试环境;可在该集成环境编辑 C 源程序,并对其进行可 视化运行、分析和调试;通过设置断点、单步或变换速度的连续
14、运行,可在多个窗口上动态观看程序执行 时的数据变量的物理和规律 2D 或 3D 视图,使得程序运行期间原来不行见的程序对数据的处理过程和数据 之间的动态抽象关系全部可视化;在提交算法设计作业程序时,系统自动进行可视化测试,评判作业程序 的正确性;通过对比“ 标准结果视图” 和“ 作业结果视图” ,作业者可对自己的程序进行直观的分析和排 错;关于该作业系统的使用,请参阅系统的帮忙文档;在调试过程中可以不断借助系统的可视 DEBUG 的各种功能,提高调试效率;调试中遇到的各种反常现 象往往是预料不到的,这时不应“ 苦思冥想” ,而应动手确定疑点,通过修改程序来证明它或绕过它;4在调试程序的过程中,
15、做好调试笔记,记录心得体会;调试正确后,认真整理源程序及其注释,记录带有完整注释的且格式良好的源程序清单和结果;一道算法设计作业文档包括:1 )上机前编写并经过静态检查的程序文本;2 )调试笔记;3 )最终程序文本,及通过时间;2.3 算法设计上机作业 1作业内容和机时 40 道必做题, 40 道选做题;每年作适当调整更换;6 个课内试验机时,老师现场指导答疑;24 个课外训练机时,试验老师指导答疑;同学平常可以在互联网上登录系统,做选做题;2算法设计题目文档名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习
16、使用 系统为每道算法设计题供应一个题目文档,包括以下内容:1 )题目;2 )算法的函数原型;3 )可用的类型定义和函数原型;做题前,必需认真阅读题目文档,正确懂得题目和做题要求;第 3 章3.1 试验概要抽象数据类型的实现试验工程名称 : 抽象数据类型的实现试验工程性质 : 设计性试验 所属课程名称 : 数据结构 试验方案学时 : 6 3.2 试验目的 对某个详细的抽象数据类型,运用课程所学的学问和方法,设计合理的数据结构,并在此基础上实现该 进而 抽象数据类型的全部基本操作;通过本设计性试验,检验所学学问和才能,发觉学习中存在的问题;达到娴熟地运用本课程中的基础学问及技术的目的;3.3 预习
17、与参考 1确定要实现的抽象数据类型,并对基本操作做适当的选取和增加;2挑选储备结构,并写出相应的类型定义;3设计各基本操作的实现算法,并表达为函数形式;4设计测试方案,编写主函数;5将上述 4 步的结果写成预习报告;3.4 试验要求和设计指标 以教材中线性表,串,稀疏矩阵,广义表,二叉树,树,图以及查找表等抽象数据类型为对象,利用 C 语言的数据类型表示和实现其中某个抽象数据类型;可选的抽象数据类型如下表所列:编号抽象数据类型基本难度教材页码1 复数1.0 数据结构题集P.762 有理数1.0 数据结构题集P.763 海龟作图1.2 数据结构题集P.774 一元稀疏多项式1.2 数据结构 P.
18、405 稀疏矩阵1.3 数据结构 P.966 广义表1.4 数据结构 P.1077 树1.5 数据结构 P.1188 二叉树1.5 数据结构 P.1219 图1.4 数据结构 P.15610 静态查找表1.2 数据结构 P.21611 动态查找表1.3 数据结构 P.226注:假如基本操作数量较多,可挑选实现其中一个基本操作子集;试验要求如下:1参与试验的同学应第一明白设计的任务,然后依据自己的基础和才能从中挑选一题;一般来说,选 择题目应以在规定的时间内能完成,并能得到应有的锤炼为原就;如同学对教材以外的相关题目较感兴 趣,期望选作试验的题目时,应征得指导老师的认可,并写出明确的抽象数据类型
19、定义及说明;2. 试验前要作好充分预备,包括:懂得试验要求,把握帮助工具的使用,明白该抽象数据类型的定义 及意义,以及其基本操作的算法并设计合理的储备结构;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 3. 试验时庄重认真,要严格依据要求独立进行设计,不能随便更换;留意观看并记录各种错误现象,订正错误,使程序满意预定的要求,试验记录应作为试验报告的一部分;4. 试验后要准时总结,写出试验报告,并附所打印的问题解答、程序清单,所输入的数据及相应的运行结果;3.5 试验仪器设备和材料 软件试验室;编程环
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- 2022 数据结构 实验 课程 方案 指导书
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